某铜矿露天转地下开采矿山地质灾害危险性评价(1).doc

某铜矿露天转地下开采矿山地质灾害危险性评价 【摘 要】通过对矿山开采现状、矿区地质环境条件和露天转地下开采方案的调查分析，某铜矿露天转地下矿山过渡期开采期间易诱发采空变形塌陷、疏干地面塌陷等地质灾害以及矿山地下开采带来的露采边坡、地下采场稳定性问题，对上述潜在地质灾害危险性进行综合评价，并推荐露采结束后再进行地下开采的优先方案。 【关键词】露天转地下；地质灾害；采空变形塌陷；疏干地面塌陷；稳定性 Geological hazard assessment for a copper mine open pit to underground mining Li Jing-fang,Wang Yun-hu,Yu Ke-jing,Yin Zhao-jun Jiangxi Province Nuclear Industry 268 Geological Survey Institute Yushan Jiangxi 334,700 【Abstract】Status through mining, geological and environmental conditions of the open pit to underground mining plan investigation and analysis of a copper mine open pit to underground mining during the transition period, easy to induce collapse of mined deation, dewatering and geological disasters such as ground subsidence and mine dew caused by underground mining Slope mining, underground stope stability problem, the potential for geological hazard uation and recommendation after the end of the Surface Mining Underground Mining priority programs. 【Key words】Open pit to underground;Geological hazards;Mined deation collapse;Dewatering and ground subsidence;Stability 1. 引言 某铜矿是我国第二大露天铜矿，是一个生产规模铜矿石10000t/d的大型采、选联合企业。经过二十多年的露采，矿山浅部矿产资源即将开采结束，面临着进一步开采深部矿产资源的局面。为了实现产量衔接，在露天开采的同时进行地下开采，此时，矿山生产管理和露天边坡、地下采场围岩稳定性管理较复杂。 根据矿区地质环境条件、露天地下同时开采方案的特点等因素综合分析，该矿山潜在的主要地质灾害为采空变形塌陷、矿坑疏干排水诱发的地面塌陷以及露采边坡、地下采场相互影响引发的地质灾害。 本文针对复合开采条件下对矿山潜在地质灾害进行定性评价，并提出最优开采方案，以确保矿山生产安全和经济效益良好。 2. 矿山开采现状及露天转地下开采方案简介 2.1 矿山开采现状。 某铜矿位于铅山县城南东25Km处。该矿开采历史悠久，自晋代至清初是盛产铜、铅的古老矿山，区内老窿棋布，废石遍野，古炼渣堆积如山。 某铜矿为矽卡岩型铜矿床，由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ等七个矿带构成，每个矿带由一个或多个矿体组成，其中Ⅱ矿带规模最大，为主要矿带。露天开采始于1984年，2002年底实施扩帮延深，设计采选铜矿石规模为10000t/d。 矿区以2号勘探线为界将露采场分为南坑、北坑。目前，露采场南坑已闭坑，坑底最低标高46m，边坡最大高度100m，已作内部排土场，排土标高已达70m。露采场北坑现在仍在进行露天开采，目前开采标高为82m，边坡最大高度300m，边坡角35～55，设计坑底最低标高为-50m，设计最终边坡角41～44，预计2015年露天开采场完全闭坑，全部转入地下开采。露天开采结束时，形成长约1960m，宽约1260m，深约550m的南北向露天坑（图1）。 2.2 露天转地下开采方案概况。 地下开采范围主要是对露天开采境界以外的Ⅱ、Ⅵ号隐伏矿带实施开采，开采标高200～-200m，地下开采的生产规模为5000t/d。 开采方案采用露天开采和地下开采同时进行作为采矿接续方案。地下开拓运输方案采用胶带斜井辅助斜坡道中段无轨开拓运输方案，采矿方法采用房柱分段空场法，采空区采用非胶结嗣后充填工艺。开采顺序为露天开采从上往下开采，地下开采为Ⅱ号矿带北段、Ⅵ号矿带由上往下开采，Ⅱ号矿带南段由下向上开采，露天开采与地下开采之间保持80～100m间距，露采终了境界与地下采场间保留10～15m的底柱和15～20m的壁柱。 3. 矿区地质环境条件 图1某铜矿露转坑工程地灾评估图 矿区地处武夷山区，属低山丘陵地貌，地势南高北低，山形陡峻，沟谷侵蚀切割厉害，地形坡度一般20～30。气候温和，雨水充沛，年平均降雨量1766.6mm，日最大降雨量206mm。区内地表水系不发育，未见大的地表水体。 矿区所处区域构造位置为扬子地块准地台与华夏地块碰接带南侧，武夷山窿起北缘，信江拗陷带南边，矿区地震烈度小于6度。区内构造主要为褶皱构造、断裂构造，构造线方向以近SN向、NNE～SSW向为主。 矿区位于天排山倒转背斜东翼，打字坪倒转向斜西翼，表现为单斜构造。断裂构造发育，主要为应天寺～火烧岗逆断层（F1）和天排山逆断层（F2），均处于倒转背斜东翼，其中F1断裂构造长度达7000m，断层走向由南向北呈NNE～SN～NW向，倾向E，100m标高以上倾角约15，以下倾角达50，断层走向与地层走向一致，具多期次活动特点。F2断裂构造位于F1西侧，长度达5000m，走向NNE向，倾向 E，倾角60，断层走向以15交角斜切地层，上盘混合岩中糜棱岩化发育，后期被石英斑岩侵入。 矿区基底地层为震旦～寒武系混合岩组（Su），岩性为黑云斜长片岩、片麻岩、角闪岩、混合花岗岩及少量碱性长石脉体，盖层由石炭系中统叶家湾组（C2y）、石炭系上统船山组（C3c）、二迭系下统栖霞组（P1q）、茅口组（P1m）、李家组（P1l）、二迭系上统龙潭组（P2l）组成，第四系广泛发育。叶家湾组是矿区主要赋矿地层，地层走向15线以南近SN向，15线以北受断层影响转向NW向，倾向E或NE，倾角20～30，该组地层岩性复杂，种类繁多，上部主要岩性为石英砂岩、粉砂岩、千枚状页岩夹矽卡岩透镜体，中下部为灰岩、大理岩、矽卡岩、千枚状粉砂质页岩、千枚岩、含砾石英砂岩。船山～茅口组主要岩性为厚层状灰岩，李家组～龙潭组主要岩性为砂页岩，第四系全新统（Q4）主要为冲积、残坡积土，岩性主要为粉土、粉质粘土、砂土、卵石等。区内岩浆岩主要有花岗岩、石英斑岩及花斑岩。 矿区岩土工程地质较复杂。露采区有坚硬、次坚硬的混合岩，厚层状灰岩、石英砂岩、矽卡岩、花岗岩、花斑岩、石英斑岩岩体和硬软相间（互层状）碎屑岩体以及以老窿堆积体为主的松散岩石等三种岩体类型；土体类型主要有冲洪积土和残坡积土二种类型。坑采区主要有坚硬岩、次坚硬岩的混合岩、石英砂岩、矽卡岩、花岗岩、石英斑岩等一种岩体类型。岩体主要受地层岩性及地质构造控制，而土体则由于同期异相的作用主要受沉积环境、沉积相所制约。